JavaScript实现栈结构Stack过程详解
JavaScript实现栈结构(Stack)
一、前言
1.1.
什么是数据结构?
数据结构就是在计算机中,存储和组织数据的方式。
例如:图书管理,怎样摆放图书才能既能放很多书,也方便取?
主要需要考虑两个问题:
操作一:新书怎么插入?操作二:怎么找到某本指定的书?
常见的数据结构:
数组(Aarray)栈(Stack)链表(Linked List)图(Graph)散列表(Hash)队列(Queue)树(Tree)堆(Heap)
注意:数据结构与算法与语言无关,常见的编程语言都有直接或间接的使用上述常见的数据结构。
1.2.什么是算法?
算法(Algorithm)的定义
一个有限指令集,每条指令的描述不依赖于语言;接收一些输入(有些情况下不需要输入);产生输入;一定在有限步骤之后终止;
算法通俗理解:解决问题的办法/步骤逻辑。数据结构的实现,离不开算法。
二、栈结构(Stack)
2.1.简介
数组是一个线性结构,并且可以在数组的任意位置插入和删除元素。而栈和队列就是比较常见的受限的线性结构。如下图所示:
栈的特点为先进后出,后进先出(LIFO:last in first out)。
程序中的栈结构:
函数调用栈:A(B(C(D()))):即A函数中调用B,B调用C,C调用D;在A执行的过程中会将A压入栈,随后B执行时B也被压入栈,函数C和D执行时也会被压入栈。所以当前栈的顺序为:A->B->C->D(栈顶);函数D执行完之后,会弹出栈被释放,弹出栈的顺序为D->C->B->A;
递归:为什么没有停止条件的递归会造成栈溢出?比如函数A为递归函数,不断地调用自己(因为函数还没有执行完,不会把函数弹出栈),不停地把相同的函数A压入栈,最后造成栈溢出(Stack Overfloat)
3.练习:
题目:
有6个元素6,5,4,3,2,1按顺序进栈,问下列哪一个不是合法的出栈顺序?
A:5 4 3 6 1 2 (√)B:4 5 3 2 1 6 (√)C:3 4 6 5 2 1 (×)D:2 3 4 1 5 6 (√)
题目所说的按顺序进栈指的不是一次性全部进栈,而是有进有出,进栈顺序为6 -> 5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1。
解析:
- A答案:65进栈,5出栈,4进栈出栈,3进栈出栈,6出栈,21进栈,1出栈,2出栈(整体入栈顺序符合654321);
- B答案:654进栈,4出栈,5出栈,3进栈出栈,2进栈出栈,1进栈出栈,6出栈(整体的入栈顺序符合654321);
- C答案:6543进栈,3出栈,4出栈,之后应该5出栈而不是6,所以错误;
- D答案:65432进栈,2出栈,3出栈,4出栈,1进栈出栈,5出栈,6出栈。符合入栈顺序;
栈常见的操作:
- push(element):添加一个新元素到栈顶位置;
- pop():移除栈顶的元素,同时返回被移除的元素;
- peek():返回栈顶的元素,不对栈做任何修改(该方法不会移除栈顶的元素,仅仅返回它);
- isEmpty():如果栈里没有任何元素就返回true,否则返回false;
- size():返回栈里的元素个数。这个方法和数组的length属性类似;
- toString():将栈结构的内容以字符串的形式返回。
2.2.封装栈类
代码实现:
// 封装栈类 function Stack(){ // 栈中的属性 this.items =[] // 栈的相关操作 // 1.push():将元素压入栈 //方式一(不推荐):给对象添加方法,其他对象不能复用 // this.push = () => { // } //方式二(推荐):给Stack类添加方法,能够多对象复用 Stack.prototype.push = function(element) { // 利用数组item的push方法实现Stack类的pop方法 this.items.push(element) } // 2.pop():从栈中取出元素 Stack.prototype.pop = () => { // 利用数组item的pop方法实现Stack类的pop方法 return this.items.pop() } // 3.peek():查看一下栈顶元素 Stack.prototype.peek = () => { return this.items[this.items.length - 1] } // 4.isEmpty():判断栈是否为空 Stack.prototype.isEmpty = () => { // 两个小时的教训啊不是this.length(不是Stack对象的length,Stack类没有length属性啊),而是 Stack类中定义的数组items才有length属性呀 return this.items.length == 0 } // 5.size():获取栈中元素的个数 Stack.prototype.size = () => { return this.items.length } // 6.toString():以字符串形式输出栈内数据 Stack.prototype.toString = () => { //希望输出的形式:20 10 12 8 7 let resultString = '' for (let i of this.items){ resultString += i + ' ' } return resultString } }
测试代码:
// 栈的使用 let s = new Stack() s.push(20) s.push(10) s.push(100) s.push(77) console.log(s) //65 console.log(s.pop()); //68 console.log(s.pop()); //69 console.log(s.peek()); //71 console.log(s.isEmpty()); //72 console.log(s.size()); //74 console.log(s.toString()); //75
测试结果:
栈结构的简单应用:
利用栈结构的特点封装十进至转换为二进至的函数:
//简单应用: //封装函数:将十进制转成二进制(十转二的运算最后倒叙取余的特点符合栈'先进后出') let dec2bin = decNumber => { //1.定义一个栈对象,保存余数 var stack = new Stack() // 2.循环操作 while(decNumber > 0){ // 2.1.获取余数并放入栈中 stack.push(decNumber % 2) // 2.2.获取整除后的结果作为下一次运算的数字(floor:向下取整) decNumber = Math.floor(decNumber / 2) } // 3.从栈中取出0和1 let binaryString = ''; let a = stack.items.length while(stack.items.length != 0){ binaryString += stack.pop(); } return binaryString; } //测试代码 console.log(dec2bin(10)); //103 console.log(dec2bin(100)); //104 console.log(dec2bin(1000)); //105
测试结果:
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